一种换挡过程中相邻速比助力变速箱及其换挡过程控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于汽车传动技术领域，具体涉及一种换挡过程中相邻速比助力变速箱及 其换挡过程控制方法。
【背景技术】
[0002] 机械式自动变速箱（AMT)以手动变速箱为基础，通过增加选换挡执行机构和离合 器执行机构及相应的传感器和控制单元，实现自动换挡。机械式自动变速箱有效解决了手 动变速器不能自动换挡以及自动变速器传动效率低的问题，结构简单，成本低，传动效率 高。但换挡过程中动力中断的固有缺陷并没有得到根本的解决，而且带来了换挡过程中换 挡冲击以及起步不平顺的问题，影响车辆的动力性和乘坐的舒适性，严重制约了其发展及 产业化空间。
[0003] 动力中断是AMT结构性的固有缺陷，仅仅通过控制算法的改进无法从本质上解 决。双离合器自动变速器（DCT)技术的出现为传动系统带来了曙光，是对AMT技术的一种 升级，可以实现动力换挡，而且换挡舒适性也得到极大地提高，但该系统结构复杂，关键零 部件对设计、加工制造技术要求非常高，导致DCT技术门槛以及成本很高，限制了其广泛应 用的潜力。
[0004] 为了消除动力中断，hitachi公司提出了带assistclutch(助力离合器）的AMT， 换挡过程中，通过assistclutch的滑摩，补偿中断的驱动动力。然而这种机构补偿能力有 限：以5挡变速器为例，如果对所有的换挡过程均能有效补偿动力，动力补偿离合器需安装 于最高挡位5挡，使其在所有换挡过程中主动盘转速高于被动盘转速，从而为换挡过程提 供驱动力矩（而不是拖动力矩）。然而最高挡位的动力补偿对低挡换挡的补偿能力是较弱 的，如果5挡速比为1，1挡速比为4,那么对于1挡一2挡之间的切换，补偿动力大约为四分 之一，而且此时的动力补偿离合器的转速差非常大，增加补偿扭矩意味着滑摩功的急剧上 升。
【发明内容】
[0005] 为了解决现有的技术在补偿驱动动力中断时滑模损失较大的问题，本发明提了一 种换挡过程中相邻速比助力变速箱及其换挡过程控制方法。
[0006] 所述变速箱主要包括以下部件：输入轴1、离合器压盘2、离合器摩擦片3、齿轮 I4、双联齿轮A(左齿5,右齿6)、双联齿轮B(左齿8,右齿9)、齿轮II11、输出轴12、双联 齿轮C(右齿13,左齿14)、双联齿轮D(右齿16,左齿17)、齿轮III19和齿轮IV20。
[0007] 离合器压盘2与输入轴1连接，离合器摩擦片3、齿轮I4、双联齿轮A、双联齿轮B 和齿轮II11均空套在输入轴1上，其中，离合器摩擦片3与齿轮I4连接，双联齿轮A与双 联齿轮B之间有同步器I7,双联齿轮B与齿轮II11之间有同步器II10,同步器I7和同 步器II10均与输入轴1连接；
[0008] 双联齿轮C、双联齿轮D和齿轮IV20均空套在输出轴12上，齿轮IV20-侧与位于 齿轮III19和双联齿轮D之间的同步器IV18连接，另一侧设置有连接在输出轴12上的同步 器V21，齿轮III19空套在同步器IV18和齿轮IV20的连接上，同步器III15与输出轴12连 接且在双联齿轮C和双联齿轮D之间；
[0009] 齿轮I4与齿轮IV20啮合，双联齿轮A左齿5与齿轮III19啮合，双联齿轮A右齿 6与双联齿轮D左齿17啮合，双联齿轮B左齿8与双联齿轮D右齿16啮合，双联齿轮B右 齿9与双联齿轮C左齿14啮合，齿轮II11与双联齿轮C右齿13啮合；
[0010] 同步器I7和同步器III15均有三种状态：中间脱离状态、左侧滑动连接和右侧滑 动连接；同步器V21有与齿轮IV20连接和中间脱离两种状态；同步器II10有与齿轮II11 连接和中间脱离两种状态。
[0011] 本发明可以提供六个有效挡位，各个挡位的动力传递路线如下：
[0012] 当变速箱1挡工作时，同步器II10向右滑动结合，同步器III15向右滑动结合， 其余同步器为中间脱离状态。动力源输出动力通过输入轴1输入，经过同步器II10,齿轮 II11，双联齿轮C右齿13,同步器III15,通过输出轴12输出。
[0013] 当变速箱2挡工作时，同步器I7向右滑动结合，同步器III15向右滑动结合，其余 同步器为中间脱离状态。动力源输出动力通过输入轴1输入，经过同步器I7,双联齿轮B 右齿9,双联齿轮C左齿14,同步器III15,通过输出轴12输出。
[0014] 当变速箱3挡工作时，同步器II10向右滑动结合，同步器III15向左滑动结合， 其余同步器为中间脱离状态。动力源输出动力通过输入轴1输入，经过同步器II10,齿轮 II11，双联齿轮C右齿13,双联齿轮C左齿14,双联齿轮B右齿9,双联齿轮B左齿8,双联 齿轮D右齿16,同步器III15,通过输出轴12输出。
[0015] 当变速箱4挡工作时，同步器I7向左滑动结合，同步器III15向左滑动结合，其余 同步器为中间脱离状态。动力源输出动力通过输入轴1输入，经过同步器I7,双联齿轮A 右齿6,双联齿轮D左齿17,同步器III15,通过输出轴12输出。
[0016] 当变速箱5挡工作时，同步器I7向右滑动结合，同步器III15向左滑动结合，其余 同步器为中间脱离状态。动力源输出动力通过输入轴1输入，经过同步器I7,双联齿轮B 左齿8,双联齿轮D右齿16,同步器III15,通过输出轴12输出。
[0017] 当变速箱6挡工作时，同步器IV18向左滑动结合，同步器III15向左滑动结合，离 合器压盘2与离合器摩擦片3结合。动力源输出动力通过输入轴1输入，经过离合器压盘 2,离合器摩擦片3,齿轮I4,齿轮IV20,同步器IV18,齿轮III19,双联齿轮A左齿5,双联齿 轮A右齿6,双联齿轮D左齿17,同步器III15,通过输出轴12输出。
[0018] 本发明各个挡位之间的换挡过程的控制方法如下：
[0019] 当需要升入1挡时，同步器III15与同步器IV18向右滑动结合，其余同步器为中间 脱离状态，离合器压盘2与离合器摩擦片3逐渐结合，动力源输出动力通过输入轴1，离合 器压盘2,离合器摩擦片3,齿轮IV20,同步器IV18,双联齿轮D右齿16,双联齿轮B左齿8， 双联齿轮B右齿9,双联齿轮C左齿14,同步器III15传递到输出轴12。随着结合程度的加 深，输入轴1转速逐渐下降，当输入轴1转速与齿轮II11转速相同时，同步器II10向右滑 动结合，离合器压盘2与离合器摩擦片3逐渐脱开，同步器IV18脱开，挂入1挡，动力源输 出动力通过输入轴1输入，经过同步器II10,齿轮II11，双联齿轮C右齿13,同步器III15， 通过输出轴12输出。
[0020] 当需要从1挡升入2挡时，同步器IV18向左滑动结合，离合器压盘2与离合器摩 擦片3逐渐结合，动力源输出动力一部分通过1挡动力传递路线传递到输出轴12,另一部分 动力通过输入轴1，离合器压盘2,离合器摩擦片3,齿轮I4,齿轮IV20,同步器IV18,齿轮 III19,双联齿轮A左齿5,双联齿轮A右齿6,双联齿轮D左齿17,双联齿轮D右齿16,双联 齿轮B左齿8,双联齿轮B右齿9,双联齿轮C左齿14,同步器III15传递到输出轴12。随着 离合器压盘2与离合器摩擦片3结合程度的加深，通过1挡传递的动力逐渐减小至0,同步 器II10脱开，同步器I7向右滑动结合，离合器压盘2与离合器摩擦片3逐渐脱开，同步器 IV 18脱开，挂入2挡，动力源输出动力通过输入轴1输入，经过同步器I7,双联齿轮B右齿 9,双联齿轮C左齿14,同步器III15,通过输出轴12输出。
[0021] 当需要从2挡升入3挡时，同步器V21向右滑动结合，离合器压盘2与离合器摩 擦片3逐渐结合，动力源输出动力一部分通过2挡动力传递路线传递到输出轴12,另一部分 动力通过输入轴1，离合器压盘2,离合器摩擦片3,齿轮I4,齿轮IV20,同步器V21，传递 到输出轴12。随着离合器压盘2与离合器摩擦片3结合程度的加深，通过2挡传递的动力 逐渐减小至0,同步器I7脱开，同步器II10向右滑动结合，同步器III15向左滑动结合，离 合器压盘2